[发明专利]一种高功率准谐振电磁感应热水结构及其控制方法

权利要求书

1.一种高功率准谐振电磁感应热水结构，其特征在于：包括外壳，外壳上设置有进水口和出水口，所述进水口中设置有水流传感器，所述出水口中设有温度传感器，外壳内设置有铜块，铜块和外壳的内壁之间的空间形成水流通道，水流通道分别与进水口和出水口连通，外壳外设置有与铜块相对的电磁线圈；

还包括显示屏、高频电磁换能器和控制器；

所述高频电磁换能器包括整流电路、升降压电路、逆变电路、阻抗匹配网络和静态匹配电容，所述整流电路的输入端与电源连接，整流电路的输出端与升降压电路的输入端连接，升降压电路的输出端与逆变电路的输入端连接，逆变电路的输出端与阻抗匹配网络的输入端连接，所述阻抗匹配网络的输出端与静态匹配电容及电磁线圈连接；

所述控制器用于实时采集水流传感器信号、温度传感器信号、升降压电路输出电压、以及逆变电路输出电压和输出电流，并根据所采集的数据反馈控制高频电磁换能器的工作；

所述显示屏与控制器连接，显示屏用于设置出水温度、显示控制器当前工作状态及当前温度。

2.根据权利要求1所述的高功率准谐振电磁感应热水结构，其特征在于：所述铜块为矩形块，所述电磁线圈为成矩形盘绕而成的回字形线圈。

3.根据权利要求1所述高功率准谐振电磁感应热水结构，其特征在于：所述控制器和显示器设置在外壳上，且外壳与所述显示屏和控制器之间设置有隔热层和电磁隔离层。

4.一种权利要求1中所述高功率准谐振电磁感应热水结构的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：给高功率准谐振电磁感应热水结构上电；

步骤2：控制器实时采集水流传感器信号、温度传感器信号T_sample、升降压电路输出电压V_DC、逆变电路输出电压V_o和输出电流I_o；

步骤3：通过触摸显示屏在控制器中设定水温期望值T_set；

步骤4：通过水流传感器检测塑料水管中是否有水流，若有，则控制器控制高频电磁换能器工作；若无，则直接结束；

所述控制器控制高频电磁换能器工作包括以下步骤：

步骤5：控制器控制升降压电路以初始额定电压运行；

步骤6：控制器控制逆变电路以初始运行频率为电磁线圈的静态谐振频率f₀运行；

步骤7：温度传感器检测实时水温T_sample，逆变电路输出电压V_o和输出电流I_o；

步骤8：控制器分析逆变电路输出电压V_o和输出电流I_o的相角差θ_err：

若相角差θ_err未达到设定的阈值θ_th内，当θ_err≥θ_th，则控制器调低逆变器的运行频率fr，以使相角差θ_err达到设定的阈值θ_th内；当θ_err≤-θ_th，则控制器调高逆变器的运行频率fr，以使相角差θ_err达到设定的阈值θ_th内；

若相角差θ_err达到设定的阈值θ_th内，即|θ_err|≤θ_th，则判断水温是否达到期望值T_set，若水温未达到期望值，则控制器通过PI调节器自动调节升降压电路输出电压V_DC,以使水温向期望值变化；若水温达到期望值，则返回步骤3。